当前,全球范围内的快速城市化进程已使得地球表面的植被、水体等自然景观逐渐为众多高储热性的建筑物、道路、停车场等不透水面所取代,这对城市生态环境产生了严重的影响,并引起了全世界的高度关注。因此,及时地掌握不透水面分布的准确信息,对了解城市不透水面动态变化及其对城市生态环境的影响有着重要的现实意义。遥感技术的快速发展为大面积监测不透水面提供了有力的技术手段,各种先进的多光谱、高光谱、高分辨率的遥感传感器数据为多尺度、多平台自动监测不透水面变化提供了丰富的数据。但是,当前针对不透水面信息提取的研究大多是基于中低光谱分辨率的卫星影像来开展的。由于各种不透水材料的光谱具有明显的异质性,采用中低光谱分辨率影像提取的不透水面信息往往会混有很多非不透水地物,降低了不透水面信息提取的精度。为了解决这一问题,本次研究除了应用原有中低多光谱分辨率遥感影像以外,还进一步引入了遥感高光谱的EO-1 Hyperion遥感卫星数据以及地面实测的高光谱数据,并以线性光谱混合分析模型为主要反演算法,对福州、广州、杭州等多个实验区开展了基于多源、多传感器卫星遥感数据的城市不透水面信息提取技术研究。首先,在多光谱影像数据反演不透水面能力的对比方面,本次研究选择了2003年3月26日同日过空的Landsat ETM+和EO-1 ALI这两种多光谱传感器影像,并从提取精度和盖度精度两方面对比了两种传感器影像的不透水面反演能力,结果发现：ALI反演不透水面的能力优于ETM+,其提取总精度比ETM+高出了近9个百分点,Kappa系数高出了0.179；盖度精度方面,ALI的均方根误差和系统误差的绝对值分别比ETM+小0.037和0.027。分析表明,二者产生差异的原因在于ALI的光谱分辨率和辐射分辨率均高于ETM+,其光谱分辨率的提高增加了不透水地物与土壤、植被阴影等透水地物的可区分性,而辐射分辨率的提高则增加了传感器对地物信息探测的灵敏度。其次,本次研究利用地面实测光谱数据建立了主要的不透水地物和非不透水地物的实测光谱模型,通过原始光谱、一阶微分光谱和包络线去除光谱三种数据比较了不透水与非不透水地物之间的光谱差异,并分析了实测光谱与影像光谱的相关性。结果表明：近红外和中红外波段是探测不透水地物的主要波长范围。高反照不透水地物与土壤类型的主要区分波长位置为610nm、693nm、940nm、 1350nm、1487nm、1794nm、1991nm和2215nm；以植草砖、路面砖为代表的不透水地物与植被的区分波长位置为560nm、610nm、685nm、942nm、990nm、 1124nm、1225nm、1487nm、1700nm、1960nm和2150nm。相关性分析表明,地面实测光谱与ETM+多光谱影像、Hyperion高光谱影像都具有很高的相关性,它们线性拟合方程的决定系数都在0.8以上,并且以高光谱Hyperion影像的光谱值与实测的光谱值最为接近。由于高光谱Hyperion影像具有158个有效光谱波段,因此波段之间的相关性很高,数据的冗余性很强。为此,本次研究通过对Hyperion高光谱影像的各波段进行信息量、相关性和主成分分析,利用逐步判别方法,在Hyperion的158个有效波段中发现了能够区分不透水面与非不透水面的11个特征波段,分别位于447nm、942nm、1124nm、1154nm、1245nm、1477nm、1487nm、1699nm、 1991nm、2072nm和2345nm的波长处,并将这11个波段合成为新的Hyperion’影像来提取不透水面,以验证所发现的这11个特征波段的有效性。结果表明,在线性光谱混合分析模型中,利用Hyperion’影像提取的地物端元具有较高的精度,地物端元与纯端元样本的线性拟合方程的决定系数在0.9以上,与实测端元拟合的决定系数也都在0.75以上。将这11个特征波段组合应用在MODIS影像中进行实验,结果显示所提取的不透水面的精度也可达到81.94%。最后,在福州、广州和杭州选取了3个实验区,同时以Hyperion’、Hyperion和TM/ETM+影像的进行不透水面信息反演,以便对高、多光谱传感器影像反演不透水面的能力进行综合对比,并进一步考察由11个特征波段构成的Hyperion’影像在反演不透水面方面的优势。对比的结果显示：无论是在福州、广州或是杭州实验区,高光谱分辨率的Hyperion影像提取的不透水面总精度比多光谱的TM/ETM+高4-8个百分点,这主要得益于Hyperion具有更高的光谱分辨率和辐射分辨率,尤其是近红外-中红外波长处光谱分辨率的提高很好地体现了不透水面与土壤、植被阴影等非不透水面的光谱特征差异,对解决线性光谱混合分析模型中一直存在的不透水面和土壤、植被阴影的混分问题起到了关键作用。而由11个特征波段构成的Hyperion’影像由于大幅减少了高光谱影像波段的冗余度,所以获得了更高的反演精度,其提取总精度比未做波段选择的原始Hyperion影像高出3-6个百分点,比TM/ETM+更是高出了7-14个百分点。以上不同地区、不同影像的实验证明了本次研究所选的11个特征波段组合具有较好的代表性,可以作为Hyperion影像反演不透水面的最佳波段组合。